KASCADE-Grande Limits on the Isotropic Diffuse Gamma-Ray Flux between 100 TeV and 1 EeV
KASCADE和KASCADE-Grande是多探测器装置，用于测量超高能宇宙射线的单个空气簇射。根据KASCADE和KASCADE-Grande测量的数据集，90%的C.L.在${10}^{14} - {10}^{18}$ eV的能量范围内确定初级宇宙射线通量中伽马射线通量的上限。分析是通过选择一个低μ子含量的空气簇射相比，由高能核引起的空气簇射的伽马射线诱导的阵雨预期。用$1.1 \times {10}^{-5}$在$3.7 \times {10}^{15}$ eV处得到γ射线占宇宙线总通量的最佳上限。转换为绝对伽马射线通量，这对一些基本的天体物理模型设置了限制，例如至少一个冰立方中微子过剩模型的源距离。
2017-10-08 astro-ph.HE
The ground-based large-area wide-angle gamma-ray and cosmic-ray experiment HiSCORE
宇宙射线的起源问题以及天体粒子和粒子物理学的其他问题，可以通过10 TeV初级能量以上的间接空气簇射观测来解决。我们建议使用新的地基大面积广角（~0.85 sterad）空气簇射探测器HiSCORE（Hundred*i Square-km Cosmic ORigin Explorer）探测能量范围从10 TeV到1 EeV的宇宙线和伽马射线天空（加速器天空）。HiSCORE探测器基于非成像空气簇射切伦科夫光阵面采样，使用光收集站阵列。一个完整的检测器模拟和基本的重建算法已被用来评估HiSCORE的性能。对探测器阵列的不同硬件组成部分进行了第一次原型研究。HiSCORE对伽马射线的灵敏度将与50 TeV的CTA相当，并将伽马射线的敏感能量范围扩展到PeV范围。HiSCORE还将对100 TeV和1 EeV之间的带电宇宙射线敏感。
2011-08-30 astro-ph.HE astro-ph.IM
Diffuse PeV neutrinos from EeV cosmic ray sources: semi-relativistic hypernova remnants in star-forming galaxies
我们认为，冰立方最近报道的亚PeV/PeV中微子的过剩可能是通过π介子产生过程产生的，这些过程与宇宙射线（CR）的能量在$10^{18}\,$ eV附近的第二个膝盖以上的来源相同。在这样的源中，逃逸产生PeV中微子的CR的π介子产生效率需要为$\gtrsim 0.1$。在现有数据的基础上，我们确定了半相对论性超新星残馀物作为满足要求的可能来源。由于它们的快速喷射物，这些物体可以将质子加速到EeV能量，而这些质子又可以在其宿主星系中传播期间与周围的致密介质相互作用，通过质子-质子（$pp$）碰撞产生足够的高能中微子。它们伴随的伽马射线通量可以保持在{ \it Fermi}大面积望远镜（LAT）观测到的弥散各向同性伽马射线背景之下。为了测试这种情况下，并区分替代品，目标质子/核的密度和CR在相互作用区域的停留时间是至关重要的不确定性，需要澄清。只要中微子和EeV CRs来自相同的源类，预计在IceCube运行的5-10年内可以探测到$\gtrsim 10\,$ PeV中微子。再加上在PeV范围内的进一步观测，中微子可以帮助揭示目前未知的EeV CR来源。
2014-03-18 astro-ph.HE
IceCube astrophysical neutrinos without a spectral cutoff and (10^15-10^17) eV cosmic gamma radiation
我们提出了一系列完整的幂律拟合的天体物理中微子光谱与最近公布的冰立方数据在68%的置信水平。假设中微子起源于π介子的衰变，我们估计伴随的γ射线通量的各种分布的源，考虑传播效应。然后，我们简要地讨论了现有的实验结果约束PeV EeV扩散伽马射线通量和系统的不确定性。考虑到测量的大系统误差，几种情况与KASKADE和CASA-MIA的上限（10^15-10^16）eV以及EAS-MSU的试验性探测（~10^17 eV）勉强一致。未来在低于目前上限的亚PeV至亚EeV能量下对弥散伽马射线背景的搜索将为区分冰立方事件起源的银河系和河外模型提供重要的诊断工具。
2014-10-12 astro-ph.HE
Diffusive shock acceleration at EeV and associated multimessenger flux from ultra-fast outflows driven by Active Galactic Nuclei
本文研究活动星系核超快外流终止激波处的扩散激波加速，发现其可将质子加速至EeV能标并有效产生高能中微子，提出UFOs可能是超高能宇宙线和弥散中微子的重要来源。
2023-09-22 astro-ph.HE
MeV Gamma-ray imaging spectroscopic observation for Galactic Center and Cosmic Background MeV gammas by SMILE-2+ Balloon Experiment
近年来，出现了大量关于MeV和亚GeV量级的光暗物质（DM）存在可能性的论文。到目前为止，只有INTEGRAL和COMPTEL提供了银河系中心511 keV的实验数据和两个银河系弥散MeV γ谱（GDMG），COMPTEL提供了宽天空的宇宙背景MeV γ谱（CBMG），用于间接探测轻DMs。然而，除了511 keV外，尽管经过了10年的观测，但由于两台仪器都遭受了严重的空间背景辐射，这些弥散γ谱包含了很大的统计误差和系统误差。2018年4月，我们（京都大学漫画射线小组的SMILE项目）在澳大利亚使用JAXA气球通过电子跟踪康普顿相机（ETCC）在一天内观测了整个南部天空的MeV伽马射线。（SMILE 2+项目）ETCC通过测量每一个伽玛射线的康普顿散射的所有参数，首次实现了与光学望远镜一样获得MeV伽玛射线的完整方向，并能清晰地区分空间中的信号伽玛射线和巨大的背景伽玛射线。在这次观测中，ETCC用3sr大视场观测了占全天区3/5的MeV γ，包括银河系中心、半个银盘、蟹状星云和CBMG的大部分。通过对康普顿过程的重建，我们成功地将背景降低了2个量级以上，得到了纯喜剧γ。这一点可以通过银河系中心通过视场时探测到的γ通量明显增强~30%得到清楚的证明，这与CBMG和GDMG的比例一致。目前，在银河系中心附近已初步探测到511 keV γ GDMG，其σ值分别为~5和>10 σ。我们还获…
2020-02-13 astro-ph.HE astro-ph.IM
EeV Astrophysical neutrinos from FSRQs?
平谱射电类星体（Flat Spectrum Radio Quasar，FSRQ）是伽玛射线波段最强的耀变体。虽然它们被认为是产生高能中微子的好候选者，但迄今为止，除了PKS B1424-418的可能情况外，还没有安全的探测到FSRQ。在这项工作中，我们计算的预期流量的高能中微子从FSRQs使用标准的假设的辐射场的性质填充的区域周围的中心超大质量黑洞。我们得到的结果是，高能量的中微子是自然预期从FSRQs在亚EeV-EeV的能量范围，而不是在PeV的能量。这证明了用现有技术无法观测到来自FSRQs的中微子，因为只有低于10 PeV的中微子被观测到。我们发现，对于一个不可忽略的参数范围内的FSRQs的累积通量是可比的，甚至超过预期的宇宙成因中微子通量。这一结果是有趣的，并强调了重要性，解开这些点源排放的弥漫宇宙背景。
2020-06-17 astro-ph.HE
Precision imaging of 4.4 MeV gamma rays using a 3-D position sensitive Compton camera
1-10 MeV范围内的核伽马射线线成像在医学和物理应用方面都远远没有建立起来。在质子治疗中，4.4 MeV的伽马射线从12 ^C ^* 或11 ^B ^* 的激发核发射，被认为是剂量输送和/或范围验证的良好指示器。此外，在伽马射线天文学中，4.4 MeV伽马射线是由宇宙射线在星际介质中的相互作用产生的，因此可以用来探测宇宙中的核合成。在本文中，我们提出了一个高精度的图像的4.4 MeV的γ射线所采取的新开发的3-D位置敏感康普顿相机（3D-PSCC）。为了模拟质子治疗中的情况，我们首先用70 MeV的质子束辐照水、PMMA和Ca（OH）_2，然后用HPGe探测器识别各种核谱线。4.4 MeV的γ射线构成一个宽峰，包括单逃逸峰和双逃逸峰。因此，通过将3D-PSCC的能量窗口设置为3至5 MeV，我们表明伽马射线图像急剧集中在布拉格峰附近，正如从12 ^C（p，p）12 ^C ^* 的截面中的最小能量阈值和尖锐峰轮廓所预期的那样。
2018-05-16 astro-ph.HE astro-ph.IM
Cosmogenic Origin of KM3-230213A: Delayed Gamma-Ray Emission from A Cosmic-Ray Transient
Raman Research Institute（拉曼研究所）；University of Florida（佛罗里达大学）
研究通过延迟伽马射线发射揭示KM3-230213A的宇宙起源，探讨宇宙射线暂现体与宇宙背景辐射的相互作用及多TeV伽马射线的探测。
2025-12-30 astro-ph.HE
AMEGO-X: MeV gamma-ray Astronomy in the Multimessenger Era
最近对伽马射线源的引力波信号和中微子的探测开启了多信使天文学的时代，同时突出了伽马射线观测对这一新兴领域的重要性。AMEGO-X，全天空中能伽马射线观测仪，是一种MeV伽马射线仪器，将以前所未有的灵敏度在数百keV到1 GeV的能量范围内测量天空。AMEGO-X将通过康普顿相互作用和对产生过程探测伽马射线光子，弥合硬X射线和高能伽马射线之间的“灵敏度差距”。AMEGO-X将对多信使科学和时域伽马射线天文学作出重要贡献，例如研究可能是天体物理中微子来源的高红移耀变体和伽马射线暴。我将介绍仪器和科学计划的概述。
2021-08-05 astro-ph.HE astro-ph.IM
Search for ultra-high energy photons through preshower effect with gamma-ray telescopes: Study of CTA-North efficiency
我们研究的可行性检测的超高能光子引发的预洒使用蒙特卡罗模拟的近水平的空气簇射的例子的拉帕尔马网站的切伦科夫望远镜阵列。我们调查的效率，多元分析在正确识别40 EeV的光子和宇宙射线占主导地位的背景下模拟的能量范围为10 TeV - 10 EeV的预闪事件。研究了这类事件的有效区域，并给出了与不同超高能光子产生模型相关的事件率预测。虽然在30小时的观测中，UHE光子漫射发射的预爆数是根据皮埃尔俄歇天文台设定的上限在$3.3\times10^{-5}$附近估计的，但当考虑皮埃尔俄歇天文台（望远镜阵列）对UHE光子点源的上限时，该值处于$2.7\times10^{-4}$（$5.7\times 10^{-5}$）的水平。然而，由于伽马射线暴，UHE光子发射可能会经历可能的“提升”，使预闪事件的预期数量增加到0.17，并产生获得一个预闪事件所需的最小$\sim 0.2$ $\mathrm{km^{-2}yr^{-1}}$通量，这比皮埃尔俄歇天文台和望远镜阵列设定的上限（分别为0.034和0.019 $\mathrm{km^{-2}yr^{-1}}$）高出约10倍。
2020-07-21 astro-ph.HE astro-ph.IM
PeV Gamma Rays from Interactions of Ultra High Energy Cosmic Rays in the Milky Way
本文计算了超高能宇宙射线在银河系中传播时与周围物质和辐射相互作用产生的PeV γ射线本底。如果初级超高能宇宙射线是从银河系的点源产生的，那么这些点源也会发射PeV的伽马射线。我们讨论，在未来的检测galactocentric PeV伽马射线将是一个签名的存在EeV宇宙加速器在银河系。
2011-10-24 astro-ph.HE
Development of an advanced Compton telescope for MeV-range gamma-ray astronomy
先进的康普顿望远镜似乎是MeV级下一代伽马射线空间观测站的最佳仪器概念。目前正在开发先进康普顿望远镜的第一个原型，以满足纳米卫星任务的限制，其科学目标是测量伽马射线暴的瞬时发射偏振。我们的仪器开发这个项目的重点是位置敏感量热计模块，由单片无机CeBr $_3$闪烁体读取的像素化光电探测器。通过深度学习算法获得3D位置重建，该算法已被优化到每个空间方向的不确定性为2 mm。
2020-02-26 astro-ph.HE astro-ph.IM
Towards the First Catalog of Fermi-LAT sources below 100 MeV
以前对伽马射线范围内的点源的分析是在30 MeV以下或100 MeV以上进行的。在30 MeV以下，美国宇航局康普顿伽马射线天文台的成像康普顿望远镜（COMPTEL）探测到26个能量范围从0.75到30 MeV的稳定源。在高能量下，费米大面积望远镜（LAT）已经探测到超过3000个能量在100 MeV到300 GeV之间的源。由于费米LAT检测伽马射线也低于100 MeV，我们应用点源检测算法的能量范围在30 MeV和100 MeV之间。在分析中，我们使用PGWave，这是一个基于小波变换的背景独立工具。
2018-02-08 astro-ph.HE astro-ph.IM
Exploring Large-Volume GAGG Scintillators for use in MeV Gamma-Ray Astrophysics
本文探索大体积GAGG闪烁体用于MeV伽马射线天体物理，开发了5×5阵列量热器，在HIGS用2-25 MeV单能束测试，并研究了更大尺寸晶体的深度响应。
2024-07-16 astro-ph.HE astro-ph.IM
A Space-based All-sky MeV gamma-ray Survey with the Electron Tracking Compton Camera
为了了解重要的天体物理学问题，如早期宇宙中的伽马射线暴、Ia型超新星的前身以及暗物质的性质，需要对兆电子伏的伽玛射线天空进行灵敏的观测。然而，自20世纪90年代COMPTEL在CGRO上进行有限调查以来，这项研究没有取得显着进展。Tanimori等人开发了一种康普顿照相机，除了传统的康普顿照相机获得的信息外，还可以跟踪每个反冲电子的轨迹，从而获得更好的成像。这种电子跟踪康普顿照相机（ETCC）有利于精确重建的入射方向的每个兆电子伏光子从一个广阔的天空在度角分辨率和最小化的粒子背景使用轨迹信息。最新的ETCC模型SMILE-2+在2018年4月的一天气球飞行中进行了成功的天文观测，并在约2.5小时内检测到来自银河系中心区域的弥漫连续谱和511 keV湮灭线发射。我们相信，使用升级的ETCC从太空进行MeV观测将大大提高我们对MeV宇宙的了解。我们主张使用多个ETCC进行天基全天勘测任务，并详细说明其预期效益。
2019-07-15 astro-ph.HE astro-ph.IM
GAMMA-LIGHT: High-Energy Astrophysics above 10 MeV
宇宙中的高能现象，特别是导致能量范围为10 MeV - 100 GeV的伽马射线发射的过程，在理解我们的宇宙中发挥着非常特殊的作用。这个能量范围确实与非热现象和具有挑战性的粒子加速过程有关。探测伽马射线所涉及的技术具有挑战性，并推动我们为各种应用开发改进仪器的能力。伽马-光是一个小型任务，旨在使我们在天体物理学和地球研究的许多领域的知识取得前所未有的进步。该飞行任务将在10-50 MeV的低能伽马射线范围内开辟一个新的观测窗口，其配置与以前和目前的伽马射线实验（AGILE和Fermi）相比将取得重大进展。这一改进是基于一个精致的角分辨率所取得的伽马光使用国家的最先进的硅技术与创新的数据采集。伽马光将解决当前一代仪器留下的所有天体物理学问题。特别是，突破角分辨率在100 MeV - 1 GeV的能量范围内是至关重要的，以解决在银河系中的扩散源的斑块和复杂的功能，以及增加点源的灵敏度。这项建议涉及社会各界非常感兴趣的科学课题，特别强调涉及无线电、光学、红外、X射线、软伽马射线和TeV发射的多频相关研究。在本十年结束时，几个新的天文台将投入使用，包括LOFAR、SKA、ALMA、HAWK、CTA。伽马光将在10 MeV-10 GeV波段“填补真空”，并将为理解宇宙和地球高能源提供宝贵的数据。
2014-06-04 astro-ph.HE astro-ph.IM
First observation of MeV gamma-ray universe with bijective imaging spectroscopy using the Electron-Tracking Compton Telescope aboard SMILE-2+
MeV γ射线为直接测量放射性同位素的谱线辐射提供了一个独特的窗口，但在COMPTEL/{\it CGRO}之后，观测几乎没有取得重大进展。为了观测这一波段的天体，我们正在开发一种电子跟踪康普顿相机（ETCC），它实现了双射成像光谱和有效的背景减少从反冲电子轨道信息收集。观测目标的能谱可以通过一个简单的ON-OFF方法使用一个正确定义的点扩散函数在天球上获得。天体观测的性能在第二个气球SMILE-2+上进行了验证，该气球安装了一个ETCC，其气体电子跟踪器的体积为30 $\times$ 30 $\times$ 30 cm $^3$。从蟹状星云中探测到的伽马射线在能量范围为0.15 - 2.1 MeV，有效期为5.1小时，其显著性为4.0 $σ$，与发射前预期的一样。此外，光变曲线澄清了银河系中心区域产生的伽马射线事件的增强，表明最终剩余事件的很大一部分是宇宙伽马射线。独立地，观测到的强度和时间变化与发射前的估计一致，除了在银河系中心区域。估计是基于总背景的河外弥漫，大气和仪器伽马射线后，占在大气层的深度和刚度的变化水平飞行。Crab的结果和光变曲线强有力地支持了我们对实际观测中的探测灵敏度和背景的理解。这项工作有望在MeV伽马射线天文学方面取得重大进展。
2022-03-24 astro-ph.HE astro-ph.IM
Systematic Study of Nuclear Gamma-Ray Spectra of One Hundred Super Novae Expected by Future Nuclear Gamma-Ray Imaging Spectroscopic Observations
超新星（SNe）是天文学中最吸引人的天体，人们对其进行了深入的研究。然而，许多谜团，如核合成和Ia超新星的起源仍然没有解决。虽然单简并白矮星的热核爆炸被认为是Ia超新星的起源，但两颗白矮星的合并（双简并方案）经常被认为比单简并白矮星更有希望。最近的重要性，观察兆电子伏的伽马射线带，以最终确定的起源已被注意到。MeV伽马射线是从爆炸或合并区域直接发射的独特探针。显然，统计分析的基础上成像光谱观测的~100超新星Ia与MeV的伽马射线是必要的，以获得一个明确的答案。为了实现这一目标，需要一台灵敏度是COMPTEL的100倍的望远镜。适当的成像光谱学的MeV伽马射线波段已经建立了一个电子跟踪康普顿相机，因此，一个具体的设计MeV伽马射线望远镜已经提出了在我们以前的工作。我们已经研究了SNe Ia的光谱特征的细节的基础上提出的望远镜的性能，发现统计分析可以大大抑制SNe的个人属性的波动，并揭示其内在的差异SNe的平均光变曲线高达60 Mpc。我们对Ia型超新星起源的回答扩展到单简并和双简并共存的情况。
2018-05-21 astro-ph.HE astro-ph.IM
Compton-Pair Production Space Telescope (ComPair) for MeV Gamma-ray Astronomy
伽马射线能量范围从几百keV到几百MeV，在很大程度上仍未被探索，这主要是由于测量的挑战性，因为康普顿伽马射线天文台（1991-2000年）的COMPTEL进行了初步但有限的观测。这个能量范围是热过程和非热过程之间的过渡区域，准确的测量对于回答广泛的天体物理学问题至关重要。我们正在开发一个MIDEX级的宽孔径发现飞行任务，即康普顿对产生空间望远镜，以研究200千电子伏至500兆电子伏以上的能量范围，具有高能量和角分辨率，灵敏度比康普顿对产生空间望远镜高出20-50倍。该仪器将同样能够检测较低能量的康普顿散射事件和较高能量的成对产生事件。ComPair将建立在成功的空间任务的基础上，包括Fermi LAT，AGILE，AMS和PAMELA，并将利用成熟的空间合格探测器技术，包括Si条和CdZnTe条探测器，重型无机制冷剂和塑料制冷剂。
2015-09-18 astro-ph.HE astro-ph.IM
AGILE results on relativistic outflows above 100 MeV
我们概述了AGILE伽马射线卫星的科学亮点。AGILE是意大利航天局（意空局）的一项飞行任务，致力于观测30 MeV - 50 GeV伽马射线能量范围，同时在18-60 keV波段进行X射线成像。AGILE卫星于2007年4月发射，现已完成其在轨运行的第十个年头，它为增进我们对高能天空的了解作出了重大贡献。能量超过100兆电子伏的宇宙源的辐射本质上是非热的，对观测到的各种各样的银河系和河外伽马射线源的研究为检验极端条件下粒子加速和辐射过程的理论提供了一个独特的机会。
2020-11-30 astro-ph.HE astro-ph.IM
All-Sky-ASTROGAM: The MeV Gamma-Ray Companion to Multimessenger Astronomy
All-Sky-ASTROGAM是一个在100 keV至几百MeV的宽能量范围内运行的伽马射线观测站，最近被提议作为欧洲航天局的“快速”（F）任务，于2028年发射到L2轨道。科学有效载荷由一个独特的伽马射线成像监测器组成，用于监测天体物理学瞬变现象，具有非常大的视场（近4 $π$ sr）和最佳灵敏度，可在从几秒到几个月不等的不同时间尺度上探测明亮和中等通量源（伽马射线暴、活动星系核、X射线双星、超新星和新星）。该任务将在一个成熟的引力波和多信使时代运行，开辟新的和令人兴奋的协同作用。
2019-05-19 astro-ph.HE astro-ph.IM
Reconstruction of multiple Compton scattering events in MeV gamma-ray Compton telescopes towards GRAMS: the physics-based probabilistic model
为了在尚未得到充分探索的兆电子伏伽马射线天文学方面取得进展，迄今已提出了具有各种探测器概念的康普顿望远镜任务。这些未来任务的关键技术之一是事件重建算法，该算法能够确定多个康普顿散射事件的散射顺序，并识别伽马射线在沉积所有能量之前从探测器中逃逸的事件。我们重新审视以前的事件重建方法，并提出了一种基于概率方法的改进算法。首先，我们提出了一个一般的形式主义的概率模型的康普顿散射描述内的探测器和测量过程中的物理相互作用。然后，我们还介绍了几个近似的概率函数的计算效率的计算。为了验证，开发的算法已被应用到模拟数据的康普顿望远镜使用液态氩时间投影室，这是一种新型的康普顿望远镜提出的GRAMS项目。我们已经证实，它成功地工作多达8击中事件，包括逃逸事件的入射伽马射线能量的校正。所提出的算法可用于下一代MeV伽马射线任务，其特点是大体积探测器，例如，克.
2022-08-10 astro-ph.HE astro-ph.IM
Snowmass 2021 Letter of Interest: The GRAMS Project: MeV Gamma-Ray Observations and Antimatter-Based Dark Matter Searches
伽马射线和反物质巡天（GRAMS）项目是一个拟议的下一代气球/卫星飞行任务，目标是MeV伽马射线观测和基于反物质的暗物质搜索。具有成本效益的大规模液氩时间投影室（LArTPC）探测器技术将使GRAMS对MeV伽马射线的灵敏度显着提高，同时通过反物质测量广泛探测暗物质参数空间。
2020-09-08 astro-ph.HE
What have we learned about the sources of ultrahigh-energy cosmic rays via neutrino astronomy?
冰立方天文台对TeV-PeV能量宇宙中微子的观测表明，河外宇宙射线源的光学深度应大于$\sim$ 0.01，并对观测到的10 PeV宇宙射线的贡献率超过10%。如果来自这些河外源的宇宙射线的光谱远远超过1 EeV，中微子通量表明河外宇宙射线质子在1 EeV的总宇宙射线通量中占主导地位。在已知的强大天体中，包括伽玛射线暴（GRB），只有平谱射电类星体（勉强）满足这些条件。另一方面，对能量远超过PeV的中微子的零检测排除了射电大声活动星系核（AGN）和/或伽玛暴（GRB）的可能性，这些在文献中讨论的流行的源候选者是最高能量宇宙射线（$\sim100 {\rm EeV}$）的起源，如果它们主要由质子组成。它们的起源必须是在与恒星形成速率相当或更慢的时间尺度上演化的物体。这些考虑表明，没有一个已知的河外天体可以同时是PeV和trans-EeV能量的宇宙射线源。由于严格限制EeV能量中微子通量，AGN和新生脉冲星模型的参数空间的一个重要部分开始显得不利，即使是在最高能量的混合和重宇宙射线成分的情况下。
2016-12-15 astro-ph.HE
Prospect for Future MeV Gamma-ray Active Galactic Nuclei Population Studies
虽然X射线、GeV伽马射线和TeV伽马射线天空已经被广泛研究，但在大约20年前成像康普顿望远镜（COMPTEL）扫描天空后，MeV伽马射线天空还没有得到很好的研究。在本文中，我们调查的前景，活动星系核人口研究与未来MeV的伽玛射线任务使用最近的光谱模型和光度函数的Seyfert和平谱射电类星体（FSRQs）。它们都是宇宙MeV伽马射线背景起源的可能候选者。如果宇宙MeV的伽马射线背景辐射主要是来自塞弗特星的非热辐射，则需要10^-12 erg cm^-2 s^-1的灵敏度才能探测到整个天空中的几百个塞弗特星。如果FSRQ构成了宇宙MeV伽马射线背景，那么按照最近的FSRQ X射线光度函数，需要约4 x 10^-12 erg cm^-2 s^-1的灵敏度才能探测到几百个FSRQ。然而，根据最新的FSRQ伽马射线光度函数，FSRQ可以解释高达30%的MeV背景，即使灵敏度为10^-11 erg cm^-2 s^-1（与下一代MeV望远镜的灵敏度目标几乎相同），我们也可以预期有几百个FSRQ。
2015-04-22 astro-ph.HE
Cosmological Evolution of Flat-Spectrum Radio Quasars based on the {\it Swift}/BAT 105-month Catalog and Their Contribution to the Cosmic MeV Gamma-ray Background Radiation
利用最新的{ \it Swift}/BAT 105月X射线源表，提出了一个新的平谱射电类星体（FSRQ）X射线光度函数.与以往对X射线波段FSRQs的研究相反，利用光度依赖的密度演化模型，我们发现FSRQs在$z\sim1-2$处随光度变化出现演化峰.我们的结果与射电和GeV波段FSRQ的演化相当一致，尽管数密度小了5- 10倍。我们进一步探讨了FSRQs对宇宙MeV γ射线背景辐射的贡献。我们发现，FSRQs只能解释$\sim3$ \%的观测到的1 MeV附近的MeV γ射线背景通量，表明其他人口是必要的。未来的MeV γ射线观测将是理解MeV γ射线背景辐射起源的关键。
2020-05-06 astro-ph.HE
Cosmogenic neutrinos and gamma-rays and the redshift evolution of UHECR sources
如果超高能宇宙射线（UHECR）有河外起源，就像人们普遍认为的那样，至少对于大多数能量超过几个EeV的宇宙射线来说是这样的，那么在UHECR通过星系际空间的传播过程中，通过与宇宙背景光子的相互作用，可以预期会产生次级中微子和光子。这种二次粒子的通量强烈依赖于UHECR源的发射率（数密度乘以光度）的红移演化。我们展示了宇宙射线、中微子和伽马射线如何潜在地提供有关UHECR源演化的补充信息。
2017-05-10 astro-ph.HE
MeV Gamma-Ray Source Contribution to the Inner Galactic Diffuse Emission
内银河辐射的起源，由COMPTEL测量，在1-30 MeV的能量范围内，从内银河区域的$\sim 10^{-2} ~{\rm MeV~ cm}^{-2}~ {\rm s}^{-1}~ {\rm sr}^{-1}$通量，自发现以来一直悬而未决。在本文中，我们阐述了一个模型的个人MeV伽马射线源未解决的COMPTEL。这是进行交叉匹配的Swift-BAT和费米-LAT目录之间的源，通过内插的硬X射线和GeV的伽马射线范围内的能谱，以及两个目录之间的不匹配的源。我们发现源对COMPTEL发射的贡献至少为~ 20%。结合没有很好约束的银河漫发射，COMPTEL发射在某些情况下可以大致再现。
2023-01-05 astro-ph.HE
LHAASO sensitivity for diffuse gamma-ray signals from the Galaxy
本文估算了LHAASO望远镜在多TeV-多PeV能量范围内对大角尺度弥散γ射线通量的灵敏度。我们讨论了在这个能量范围内的信号的可能来源，包括保证从宇宙射线在星际介质的相互作用和可能的通量从衰减的暗物质通量。我们表明，LHAASO将能够检测到高银河系纬度地区的扩散宇宙射线诱导的伽马射线通量，从而提供坚定的识别银河宇宙射线成分的天体物理中微子信号检测冰立方和澄清的性质的膝盖特征的宇宙射线谱。通过比较扩散通量灵敏度与暗物质衰变产生的扩散伽马射线通量，我们发现LHAASO能够探测到PeV-EeV质量的暗物质粒子衰变到3e 29 s的伽马射线信号。
2020-01-31 astro-ph.HE
LS 5039 - the counterpart of the unidentified MeV source GRO J1823-12
CGRO上的COMPTEL实验在1991年4月至2000年6月期间观测了能量从0.75 MeV到30 MeV的伽马射线天空。COMPTEL探测到了许多伽马射线源，其中一个未被识别的源被标记为GRO J1823-12，它的位置与著名的高质量X射线双星LS 5039一致。由于LS 5039是近年来确定的γ射线发射源，其γ辐射沿其双星轨道调制，我们重新分析了GRO J1823-12的COMPTEL数据，包括轨道分辨分析。我们发现一个重要的MeV源，显示调制MeV通量对应的LS 5039约3.9天的轨道周期的证据。我们发现，它的MeV发射是更强的轨道部分周围的下conjacuum比在部分的上conjacuum，是在相位与X射线和TeV的γ射线，但在反相位与GeV的γ射线。我们得出结论，COMPTEL源GRO J1823-12是微类星体候选者LS 5039的对应物，至少对于其大部分MeV的发射。COMPTEL通量，投入多频的角度来看，提供了新的约束LS 5039的高能量排放的建模。
2014-02-11 astro-ph.HE
The Moon as a Cosmic-Ray Spectrometer: Prospects for MeV Gamma-Ray Observations
本文通过Geant4模拟月球伽马射线能谱，预测下一代MeV仪器可探测月球MeV连续谱及多条特征谱线，从而为研究低能宇宙射线对日地环境的辐照及其长期演化开辟新途径。
2025-05-08 astro-ph.HE
MeV Gamma-Ray Lines from Radioactive Nuclei in Magnetar Giant Flares
Guangxi University（广西大学）
本文通过核反应网络模拟，研究磁星巨耀发中的核合成及其放射性衰变产生的MeV伽马射线线，发现$^{88}$Kr和$^{92}$Sr的衰变产生最亮的线，为MeV伽马射线天文学提供新机遇。
2026-06-18 astro-ph.HE
Precise measurement of pion-bump structure using future MeV gamma-ray detectors
本文以超新星遗迹 W44 为例，研究未来 MeV 伽马射线探测器对 pion-bump 结构及轫致辐射成分的探测潜力，以区分强子与轻子起源并揭示高能粒子加速与约束机制。
2024-06-06 astro-ph.HE
Contribution of the Gamma-ray Loud Radio Galaxies Core Emissions to the Cosmic MeV and GeV Gamma-Ray Background Radiation
费米伽马射线卫星最近探测到了来自射电星系核心的伽马射线辐射。从这些样品中，我们首先检查在5 GHz，L_{5GHz}，并在0.1-10 GeV，L_{gamma}，这些伽玛射线响亮的射电星系的光度之间的相关性。基于偏相关分析，我们发现与L_{gamma} \propto L_{5GHz} ^{1.16}的相关性是显著的。利用这种相关性和射电星系的射电光度函数（RLF），我们进一步探讨了伽玛射线强射电星系对未分辨河外伽玛射线背景（EGRB）的贡献。γ射线光度函数是通过归一化RLF来再现费米γ射线强射电星系的源计数分布而得到的。我们发现，伽马射线响亮的射电星系将解释~25%的未解决的费米EGRB通量以上100 MeV，也将作出重大贡献的EGRB在1-30 MeV的能量带。由于耀变体解释了100 MeV以上EGRB的22%，射电大声活动星系核（AGN）人口解释了约47%的未解决EGRB。我们进一步解释了EGRB的起源。在0.2-100 GeV观测到的EGRB光谱没有显示出河外背景光的吸收特征。因此，极高能量（>30 GeV）EGRB的主要来源可能是附近的伽马射线发射源或具有非常硬的伽马射线谱的源。
2011-03-21 astro-ph.CO astro-ph.HE
Gamma-ray emission in radio galaxies, from MeV to TeV
由于费米伽马射线卫星和目前的成像大气切伦科夫望远镜，射电星系已经成为一类新的高能和极高能发射体。它们喷流的有利方向使得射电星系在解决以下重要问题方面非常相关：（i）揭示喷流结构的复杂性;（ii）定位高能和极高能辐射的发射区域;（iii）理解产生这些光子的物理过程。在这篇综述中，将介绍从MeV到TeV的射电星系伽马射线发射研究的主要结果，并讨论未来切伦科夫望远镜阵列观测的影响。
2018-09-21 astro-ph.HE
Dual MeV Gamma-Ray and Dark Matter Observatory -- GRAMS Project
GRAMS（伽马射线和反物质调查）是一个新的项目，可以同时针对天体物理观测与MeV伽马射线和间接暗物质搜索与反物质。GRAMS仪器设计有一个高性价比的大型LArTPC（液体氩时间投影室）探测器，周围有塑料散热器。在MeV能量的天体物理观测尚未得到很好的探索（所谓的“MeV间隙”）和GRAMS可以提高灵敏度超过一个数量级相比，以前的实验。GRAMS主要关注MeV伽马射线观测，同时也优化了宇宙射线反物质调查，以间接寻找暗物质。特别是，低能量的反氘核将提供一个基本上没有背景的暗物质特征。GRAMS将是一个新一代的实验，超越目前的GAPS（通用反粒子光谱仪）项目的反物质调查。
2019-12-05 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Galaxy Mergers as a Source of Cosmic Rays, Neutrinos, and Gamma Rays
我们研究了大质量星系合并或碰撞中粒子的激波加速，发现宇宙射线（CR）可以被加速到第二膝能~0.1-1 EeV甚至更高，其硬谱指数为Gamma ~ 2.这样的CR在合并冲击的动力学时间尺度内通过强子核相互作用失去能量，产生伽马射线和中微子作为副产品。如果约10%的激波耗散能量进入CR加速，一些局部合并星系将产生CTA可探测到的伽马射线对应物。此外，基于和谐宇宙学，其中很大一部分大质量星系在宇宙学时间尺度内经历了重大合并，中微子对应物可以构成冰立方探测到的各向同性背景的约20- 60%。
2014-07-09 astro-ph.GA astro-ph.HE hep-ph
A gamma-ray signature of energetic sources of cosmic-ray nuclei
原子核的天体物理来源预计会产生广泛的同位素，其中许多是不稳定的。一个不稳定的原子核可以在源外β衰变为单电子离子。这样形成的重单电子离子在与宇宙微波背景光子的相互作用中可以被激发，在这种情况下，它们随着伽马射线的发射而弛豫到基态。重复的激发和伽马射线发射周期可以在伽马射线光谱中产生一个可观察到的特征，最大值约为8 GeV（对于铁）。我们发现，所观察到的光谱半人马座A是一致的，大量的核通量加速到0.1 EeV。在各种源的伽马射线谱中，一个特征性的5- 10 GeV（铁）肩可以帮助识别天体物理学上的核加速器或设定核加速的上限。
2011-12-24 astro-ph.HE hep-ph
MeV Gamma Rays from Fission: A Distinct Signature of Actinide Production in Neutron Star Mergers
中子星并合是最早被证实的快速中子俘获核合成的场所，并能从富中子喷出物中合成的放射性同位素中释放出γ射线。这些MeV的伽马射线可以提供对NSM环境的独特和直接的探测，以及对r过程性质的洞察，就像从56 Ni放射性衰变链中观察到的伽马射线提供了一个进入超新星核合成的窗口一样。在这项工作中，我们包括从裂变过程中的光子第一次在估计的MeV的伽马射线信号预计从NSM事件。我们认为NSM喷出物的组成与中子丰度的范围内，并找到一个显着的差异，在预测的信号取决于是否裂变核产生。这种差异在光子能量高于~3.5 MeV和相对较晚的时间（合并事件后几天）时最为显著，此时喷出物在光学上很薄。我们估计，如果裂变核在合并后的10^4天内产生，银河系的NSM可以被下一代伽马射线探测器（如AMEGO）在MeV范围内探测到。
2020-10-24 astro-ph.HE nucl-th
Probing the Extragalactic Cosmic Rays origin with gamma-ray and neutrino backgrounds
GeV-TeV的γ射线和PeV-EeV的中微子背景提供了一个独特的窗口的超高能宇宙射线（UHECR）的性质。我们讨论了最近的费米-LAT数据的河外伽玛射线背景（EGB）和相关的估计点源的贡献，以及冰立方中微子数据的起源的UHECR的影响。我们计算宇宙成因的$γ$ -射线和中微子在UHECR传播过程中产生的扩散通量，并推导出UHECR源的可能的宇宙学演化的约束。特别是，我们表明，混合成分的情况下，这是在协议（一）俄歇测量的能谱和成分的最高能量和（ii）脚踝状的功能，在光分量中检测到的KASCADE-格兰德，是兼容的费米-LAT测量和与当前的IceCube限制。
2017-07-04 astro-ph.HE
The origin of MeV gamma-ray diffuse emission from the inner Galactic region
本文通过估算未分辨点源贡献（约20%）和GALPROP计算的银河系弥散辐射（约30-80%），解释了COMPTEL观测到的内银河系MeV辐射起源，并构建全天图像以指导未来MeV伽马射线任务。
2023-06-01 astro-ph.HE
On high-energy particles in accretion disk coronae of supermassive black holes: implications for MeV gamma rays and high-energy neutrinos from AGN cores
ALMA最近的观测揭示了两个邻近的塞弗特星系核心区域的非热同步辐射的证据。这表明，在活动星系核（AGN）的吸积盘的日冕可以有利于非热电子的加速，除了热，热电子负责他们的X射线发射通过热康普顿。在这里，我们调查的机制，这样的粒子加速，根据观测推断的参数AGN盘冠。解释所观察到的非热电子的一种可能性是扩散冲击加速度，只要陀螺因子$η_g$不超过$\sim10^6$。这些非热电子可以通过盘光子的逆康普顿散射产生伽马射线，其可以出现在MeV带中，而那些能量高于$\sim100$ MeV的电子将通过内部$γγ$对产生而衰减。所有活动星系核的热康普顿化和非热康普顿化的综合辐射可以再现所观测到的宇宙背景辐射的X射线以及高达$\sim 10$ MeV的γ射线。此外，如果质子在与电子和$η_g\sim30$相同的条件下加速，我们的观测激发模型也能够解释能量低于100-300 TeV的扩散中微子通量。下一代MeV伽马射线和中微子设施可以通过搜索来自明亮的附近塞弗特星系（如NGC 4151和IC 4329 A）的信号来测试这些预期。
2019-06-04 astro-ph.HE
Search for Short Bursts of Gamma Rays Above 100 MeV from the Crab using VERITAS and SGARFACE
可以使用VERITAS等大气切伦科夫望远镜和惠普尔10米望远镜上的SGARFACE实验，在伽马射线能量下研究蟹状星云脉冲星的巨射电脉冲现象。虽然这些仪器通常用于100 GeV以上的极高能伽马射线天文学，但它们也对100 MeV以上持续长达15 $μ$ s的光子短脉冲具有相当高的灵敏度。出于对GRP \cite{Lyutikov2007}对应的短微秒级GeV爆发的理论预测，我们报告了使用VERITAS和SGARFACE实验同时观测蟹状星云脉冲星的伽马射线发射。
2009-08-03 astro-ph.GA astro-ph.HE
The possibility of multi-TeV secondary gamma rays from GRB221009A
针对GRB221009A多TeV伽马射线通量异常高的问题，提出其可由视线方向宇宙线相互作用产生的次级射线解释，支撑了GRB喷流可加速宇宙线至10 EeV以上的观点。
2025-06-13 astro-ph.HE
Massive Argon Space Telescope (MAST): a concept of heavy time projection chamber for gamma-ray astronomy in the 100 MeV --- 1 TeV energy range
我们探讨的概念，液体氩时间投影室（TPC）的伽玛射线天文学在100 MeV - 1 TeV的能量范围。我们提出了一个基本的布局，这样的望远镜称为MAST。使用最后一代火箭，如猎鹰重型，有可能发射一个探测器的有效面积和微分灵敏度约一个数量级优于费米-LAT的。同时，MAST概念允许优异的角分辨率，根据能量比Fermi-LAT好3-10倍，以及良好的能量分辨率（在100 MeV下$\approx$为20%，在10 GeV - 1 TeV能量范围内为6- 10%）。我们表明，这样的望远镜将有助于在广泛的长期存在的天体物理问题。
2019-04-14 astro-ph.HE
Evidence of a spectral break in the gamma-ray emission of the disk component of Large Magellanic Cloud: a hadronic origin?
有人认为，附近恒星形成星系的高能伽马射线发射（$>100{\rm MeV}$）可能主要是由宇宙射线通过中性π介子衰变与星际介质碰撞产生的。π介子衰变机制预测了伽马射线光谱中的独特光谱特征，其特征在于快速上升的光谱和低于几百MeV的光谱中断。本文报道了大麦云（LMC）盘辐射在500 MeV附近的光谱突变的证据，这是在分析{ \it Fermi}-大天区望远镜观测到的低至60 MeV的γ射线数据中发现的。这种破裂与γ射线发射的π介子衰变模型是一致的，尽管轻子模型，如电子韧致辐射，不能完全排除。
2017-05-17 astro-ph.HE
Cosmic Rays and Interstellar Medium with Gamma-Ray Observations at MeV Energies
最新的精确宇宙射线（CR）测量和目前的伽马射线观测已经开始挑战我们的理解CR运输和相互作用在银河系。此外，由于CR的密度与星际介质（ISM）中的磁场、气体和星光的密度相似，因此CR预计会影响ISM的动力学，包括决定运输和恒星形成的物理和化学过程。在这种背景下，观测低能回旋共振产生的MeV γ射线辐射是非常重要和紧迫的。一个覆盖能量范围在~0.1 MeV和几GeV之间的望远镜，其灵敏度比以前的仪器高出一个数量级以上，将首次允许详细研究低能CR，提供有关其来源、整个银河系的光谱、丰度、传输特性及其在银河系演化和恒星形成中的作用的信息。在这里，我们讨论的CR，ISM（气体，星际光子，和磁场）和相关的伽马射线发射与这样的仪器的研究的科学前景。
2019-03-13 astro-ph.HE
Indirect Detection of Dark Matter Using MeV-Range Gamma-Ray Telescopes
天体物理学界正在考虑在1- 100 MeV能量范围内建立各种伽马射线望远镜（包括ACT和GRIPS）的计划，这些望远镜可以填补目前灵敏度方面的所谓“MeV差距”。我们调查的效用，这种探测器的研究低质量的暗物质湮灭或衰变。对于质量低于约140 MeV（280 MeV）并与第一代夸克耦合的湮灭（衰变）暗物质，最终状态将由光子或中性π介子主导，在伽马射线望远镜中产生引人注目的信号。我们确定未来的检测器的运动学允许的最终状态的灵敏度。特别是，我们发现，计划检测器可以提高电流灵敏度，这类模型高达几个数量级。
2015-09-12 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
Predictions of Gamma-ray Emission from Globular Cluster Millisecond Pulsars Above 100 MeV
最近费米探测到的球状星团（GC）47图克坦突出了模拟集体伽玛射线发射的毫秒星团（MSP）在GC的重要性。在地面切伦科夫望远镜所覆盖的甚高能量（VHE）域中，预计也会有来自这些种群的稳定通量。我们提出了脉冲曲率辐射（CR）以及非脉冲逆康普顿（IC）计算的系综的MSP在GC 47 Tuccenda和Terzan 5。我们表明，从这些GC的CR应该很容易检测费米，而MSP和星云的B-场的总数的限制，可以使用IC通量分量。
2009-03-17 astro-ph.HE
Cosmogenic gamma-rays and neutrinos constrain UHECR source models
我们使用CRPropa 3来展示预期的宇宙成因中微子和伽马射线光谱如何取决于超高能宇宙射线（UHECR）在其源的最大能量，在注入的光谱指数和UHECR的化学成分。费米/LAT测量的各向同性漫射伽马射线背景已经接近接触到一个模型，该模型具有共同移动的源演化，并具有优化的化学成分，光谱指数和最大加速能量，以提供最佳拟合的UHECR光谱和皮埃尔俄歇合作测量的组成。此外，在UHECR的最高能量的质子存在的可检测的分数，实验的灵敏度在$\sim 10^{-8}$ - $10^{-10}$ GeV cm $^{-2}$ s $^{-1}$ sr $^{-1}$的范围内的$\sim1$ EeV的单味中微子通量，显示为UHECR源的演变的函数。达到这种灵敏度的实验将能够显着约束现实源演化模型的质子分数。
2017-07-14 astro-ph.HE
Fermi Observations of high-energy gamma-ray emissions from GRB 080916C
用费米伽马射线暴监测仪和大面阵望远镜对长持续时间的伽马射线暴GRB 080916 C进行了观测，发现它在8 - 13.2 GeV之间具有单一的谱型。E>100 MeV的发射比E<1 MeV的发射晚约5 s，并且即使在E<100 MeV的光子变得不可检测之后也持续更长时间。相对于GROND的红移约为4.35，这意味着该伽玛暴具有最大的已报道的各向同性伽马射线能量释放，E_{iso}约为8.8 x10^{54}尔格。它还对伽玛射线暴外流洛伦兹因子设定了严格的下限，Gamma_{min} ~890，并限制了量子引力质量标度，M_{QG} > 1.3 x 10^{18} GeV/c^2。
2009-07-03 astro-ph.HE
Ultra-high-energy Cosmic Ray Sources can be Gamma-ray Dim
本文通过CRPropa模拟检验已分辨伽马射线源能否解释奥格偶极子，发现其振幅过大，表明存在伽马射线暗弱或未分辨的UHECR源群。
2025-10-27 astro-ph.HE
Observe Gamma-Rays and Neutrinos Associated with Ultra-High Energy Cosmic Rays
针对超高能宇宙线与弥散高能中微子可能同源的猜想，提出对超高能宇宙线到达方向开展伽马射线和中微子观测，计算了探测概率，并指出未来相关观测可约束甚至识别其源头。
2025-02-24 astro-ph.HE
